Akciókamera bogaraknak

A bogarak nyilván nem szeretnének kamerát viselni a hátukon, így nem is ők bízták meg a Washingtoni Egyetem kutatóit a fejlesztéssel. Azonban az új eszköz, amellett, hogy a technikai megvalósítása önmagában érdekes feladat volt, ami új utat nyithat meg. Akár rovarszerű, rovarméretű robotok viselnek ilyen kamerákat, akár a bogarak, a kamerák közvetítette képek  hasznos információkat adhatnak.

A miniatűr kamera másodpercenként 1-5 fekete-fehér, 160 x 120 pixeles képet közvetít Bluetooth útján egy mobiltelefonra. A szerkezet 60 fokos szögben elfordítható a bogár hátán, így „körbe” is tud nézni anélkül, hogy maga a bogár elfordulna. (Ez azért hasznos, mert ha épp nem egy rovar hátán van, hanem egy roboton, akkor kevesebb energiába kerül csak a kamera elfordítása, mint az egész roboté.) Az egész berendezés 250 milligramm, kamerával, adóval együtt, és 120 méteres távolságig jut az általa közvetített jel.

A mobiltelefon kijelzőjén látható, hogy mit is lát a bogár kamerája (bal oldalon, épp egy mérőszalagot néz)

Forrás: Mark Stone/University of Washington

„A látás igen fontos nemcsak a kommunikáció, hanem a robotok navigációja számára is, azonban igen nagy kihívás lekicsinyíteni a hozzá szükséges eszközöket. A most megalkotott eszközünket megelőzőnek nem volt rovar méretre szabható rádiós kamerarendszer még a világon” – mondta el Shyam Gollakota, a Washingtoni Egyetem számítástechnikai és mérnöki intézetének docense.
Az olyan kis méretű kamerák, mint a mobiltelefonokba szereltek igen sok energiát használnak fel, s ezeket nem lehet egyszerűen miniatürizálni, rovar méretűre, a kamera maga ugyan könnyű, ám az üzemeltetéséhez szükséges akkumulátor már túl nagy lenne egy bogárnak, vagy egy ekkora robotnak.
„A kamerákhoz hasonlóan a rovarok számára is sok energiát igényel a látás” –magyarázta Sawyer Fuller, az egyetem gépészmérnöki karának miniatürizált robotikával foglalkozó adjunktusa. „Egy falon ülő légy energiáinak 10-20 százalékát az agya igényli, s ez legnagyobb részben a látvány feldolgozására megy el. Úgy spórolnak a legyek, hogy a nagy összetett szemben van egy kis régió, amelynek kiváló a felbontása, s a fejük elfordításával irányítják a vizuális figyelmüket a kívánt irányba. Ez sokkal kevesebb energiájukba kerül, mint az, ha az egész szem kiváló felbontással látna.” A kutatók ezt a módszert szerették volna leutánozni a mini kamerarendszerükkel.

A bogár által viselhető méretű kamera és az irányító berendezése, rádióadója

Forrás: Mark Stone/University of Washington

A kamera elfordításához egy kis kar ad segítséget, ezt feszültség alá helyezve kimozdítható, hasonlóan ahhoz, ahogy a fejünk elfordítható a nyakizmok megfeszítésével.  Egy mozgatható kis látószögű kamera ráadásul jobb felbontású képet is ad, mintha nagy látószögű, fix kamerát használna az eszköz.

Két amerikai gyászbogárfélére is ráapplikálták a kamerát, ezekről a fajokról ismert volt, hogy akár fél grammnál nehezebb terhet is elbírnak, és cipelni tudnak; meggyőződtek róla a kutatók, hogy a kamera felszerelése után is szabadon tudnak járni a bogaraik. „Kavicson, emelkedőn, sőt, még fára felfelé is jól tudtak mászni” – mondta Ali Najafi, az egyetem mérnök doktorandusza. A bogarak a kísérleteket követően még több mint egy évig éltek.

„Egy aprócska gyorsulásmérőt is hozzátettünk a rendszerhez, hogy tudjuk, mikor mozog a bogár, így lehetőség nyílt rá, hogy csak a mozgása közben készítsenek felvételeket. Mivel az akkumulátor 1-2 órányi felvétel folyamatos közvetítését teszi lehetővé, így a mozgásérzékelővel spórolni tudtunk, és akár 6 óra időtartamon át is küldheti a képeket a bogár”- magyarázta Vikram Iyer doktorandusz, a kutatás egyik vezetője.

A rovar méretű mozgó robot is tudta cipelni a kamerát, azonban annyi gondot itt már tapasztaltak, hogy a vibrációk során, amelyek a mini robot mozgástípusából adódnak, a kamera képe bemozdul, életlen lesz. Úgy tudták átlépni ezt a problémát, hogy a kép exponálásakor a robot egyetlen pillanatra megállt, majd utána folytatta az útját, 2-3 centiméter per másodperc sebességgel.

Bár a technológiai fejlődésnek nyilvánvalóan örülnek a kutatók, felmerült a fejlesztés kapcsán az is, hogy egy ilyen szerkezettel igen könnyen meg lehet sérteni a magánszférát, így a kutatók úgy vélik, fontos, hogy nyilvánosságot kapjanak ezek a fejlesztések, hogy az emberek tisztában legyenek velük. A kutatás eredmánye a Science Robotics szakfolyóiratban látott napvilágot.

Azonban hatalmas lehetőség rejlik a mini kamerákban: akár biológusok számára a kis méretű állatok viselkedését tanulmányozni, akár a mini robotok révén eljutni olyan, más módon nem megközelíthető helyekre, ahonnan fontos lenne valós idejű képet kapni. A jövőben akár napelemessé is tehetőek ezek a szerkezetek, így már akkumulátorra se lesz szükség.

Forrás: Égen – Földön – Föld alatt